thumb|upright=1.2|Schéma du système d’anneaux et de lunes d’Uranus. Les lignes continues montrent les anneaux, les lignes en pointillés, les orbites des lunes.

Les anneaux d’Uranus sont un système d’anneaux de la planète Uranus, moins complexes que les anneaux de Saturne, mais plus élaborés que ceux de Jupiter ou de Neptune. Ils ont été découverts le par James L. Elliot, Edward W. Dunham et Douglas J. Mink. Près de deux siècles auparavant, l'astronome William Herschel avait déjà rapporté l’observation de ces corps célestes, mais les astronomes modernes doutent que les anneaux sombres et ténus aient pu être vus à cette époque. Deux anneaux supplémentaires ont été découverts en 1986 grâce aux images prises par la sonde spatiale Voyager 2, puis deux anneaux externes, en 2003-2005, sur les photos du télescope spatial Hubble.

Ainsi, les observations d'Hubble portent à treize le nombre d'anneaux distincts composant le système d’anneaux d’Uranus. Ils sont appelés, par ordre de distance croissante de la planète : 1986U2R/ζ, 6, 5, 4, α, β, η, γ, δ, λ, ε, ν et μ. Leurs rayons vont de pour l’anneau 1986U2R/ζ à environ pour l’anneau µ. Il existe probablement de faibles bandes de poussière et des arcs incomplets entre les anneaux principaux. Ils sont très sombres : l’albédo des particules les composant ne dépasse pas 2 %. Ils sont probablement composés de glace et d'éléments organiques noircis par le rayonnement de la magnétosphère.

La plupart des anneaux d’Uranus sont opaques et larges de quelques kilomètres seulement. L’ensemble du système ne contient que peu de poussières : il se compose essentiellement de rochers de de diamètre. Cependant, certains des anneaux sont translucides : 1986U2R/ζ, μ et ν, larges et peu visibles, sont faits de petites particules de poussières, tandis que λ, peu visible également mais étroit, contient aussi des corps plus importants. La relative pauvreté en poussière des anneaux est due à la traînée aérodynamique des parties les plus externes de l’atmosphère, l’exosphère et la couronne.

Au regard de l'âge du Système solaire, ils seraient assez jeunes : leur âge ne dépasserait pas d’années. Le système d'anneaux provient probablement de la collision et de la fragmentation d'anciennes lunes orbitant autour de la planète. Après la collision, les lunes se sont probablement brisées en de nombreuses particules, qui n’ont survécu sous la forme d'anneaux étroits et optiquement denses que dans certaines zones de stabilité maximale.

Au début du , le mécanisme qui confine les anneaux étroits n’est pas bien compris. À l'origine, les scientifiques supposaient que chaque anneau étroit était encadré par des lunes « bergères », assurant sa stabilité. Mais, en 1986, la sonde Voyager 2 n'a découvert qu’une paire de telles bergères : Cordélia et Ophélie, qui encadrent l’anneau ε, le plus brillant.

Découverte Le système d’anneaux autour d’Uranus est mentionné pour la première fois au , dans les notes de William Herschel, qui avait déjà découvert Uranus elle-même en 1781. L'astronome y consigne ses observations de la planète : .. Herschel dessine un petit schéma de l’anneau et note qu’il . Le télescope Keck de Hawaï a confirmé cette dernière observation de Herschel, au moins pour l’anneau ν.. Les notes de Herschel sont publiées en 1797 dans un journal de la Royal Society. Entre 1797 et 1977, soit pendant près de deux siècles, les anneaux ne sont presque jamais plus mentionnés. La véracité de l'observation initiale des anneaux par Herschel, que plusieurs générations d'astronomes ne sont pas parvenus à confirmer par la suite, est mise en doute par la communauté scientifique. Certains pensent que Herschel ne pouvait pas avoir découvert les anneaux, compte tenu des limitations des instruments de l'époque. Ceux qui créditent Herschel de cette découverte avancent comme argument que l'astronome a donné des descriptions exactes de l’anneau ε, de sa taille par rapport à celle d’Uranus, de ses changements d’aspect le long de l’arc d’orbite observé, et de sa couleur ..

thumb|Animation sur l'occultation en 1977. (Cliquez sur l'image.) La découverte ou redécouverte des anneaux d’Uranus est réalisée par hasard le par les astronomes James L. Elliot, Edward W. Dunham et Douglas J. Mink, embarqués à bord de l'observatoire aéroporté Kuiper. Les astronomes veulent utiliser l’occultation de l’étoile SAO 158687 par Uranus pour étudier l’atmosphère de cette étoileLarousse du Ciel, 2005, .. Or l’analyse de leurs observations met en évidence que l'étoile a été brièvement masquée à cinq reprises avant et après l’occultation par Uranus ; les trois astronomes concluent à la présence d’un système d’anneaux étroits.Système solaire et planètes, 2009, .. Dans leurs articles, ils désignent les cinq occultations observées par les cinq premières lettres de l'alphabet grec : α, β, γ, δ et ε . ; ces désignations sont réutilisées par la suite pour nommer les anneaux. Peu de temps après, Elliot, Dunham et Mink découvrent quatre autres anneaux : l'un d'eux est situé entre les anneaux β et γ et les trois autres à l’intérieur de l’anneau α.. Le premier est nommé η et les autres 4, 5 et 6, selon le système de numérotation des occultations adopté lors de la rédaction d'un autre article.. Le système d’anneaux d’Uranus est le second découvert dans le système solaire, après celui de Saturne..

En 1986, la sonde spatiale Voyager 2 traverse le système d’Uranus et permet une observation directe de ses anneaux.Les planètes géantes, 1996, .. Les images de la sonde révèlent la présence de deux anneaux étroits supplémentaires. En 2003-2005, le télescope spatial Hubble détecte une nouvelle paire d’anneaux, portant le total connu à treize. La découverte de ces anneaux externes double le diamètre du système d’anneaux connu.. Hubble prend également pour la première fois des images de deux petits satellites ; l'orbite de l'un d'eux, Mab, se trouve dans l’anneau extérieur récemment découvert ..

Propriétés générales

thumb|upright=1.2|Les anneaux internes d’Uranus. Le plus externe et le plus brillant est l’anneau ε ; 8 autres anneaux sont visibles sur cette photo. Depuis les observations faites par le télescope Hubble en 2005, il est établi que le système d’anneaux d’Uranus comprend treize anneaux. Ils sont nommés, par ordre de distance croissante de la planète : 1986U2R/ζ, 6, 5, 4, α, β, η, γ, δ, λ, ε, ν, μ. Ils sont divisés en trois groupes : neuf anneaux principaux étroits (6, 5, 4, α, β, η, γ, δ, ε), deux anneaux de poussières (1986U2R/ζ, λ). et deux anneaux externes (μ, ν). Les anneaux d’Uranus sont constitués principalement de particules macroscopiques, et renferment peu de poussières., celles-ci étant localisées surtout dans les anneaux 1986U2R/ζ, η, δ, λ, ν et μ. Outre ces anneaux bien identifiés, il y a de nombreuses bandes de poussière translucides, contenant des anneaux ténus. Ceux-ci peuvent avoir une existence temporaire, ou être composés d’arcs séparés, détectés parfois pendant les occultations ; certains étaient visibles pendant le passage de la Terre par le plan des anneaux en 2007.. Quelques bandes de poussières entre les anneaux ont été observées en diffusion vers l’avantLa lumière diffusée vers l’avant est la lumière diffusée à petit angle par rapport à la lumière incidente (ici du Soleil). Elle correspond ici à un alignement approximatif Soleil - Uranus - observateur (ici Voyager 2). Inversement, la lumière diffusée vers l'arrière est celle qui repart pratiquement en sens inverse et correspond à un alignement Soleil - observateur - Uranus. quand Voyager 2 a dépassé l'orbite d'Uranus. Tous les anneaux d’Uranus présentent des variations azimutales de brillance.

Les anneaux sont composés d’une matière extrêmement foncée. L’albédo géométrique des particules ne dépasse pas 5 à 6 %, tandis que l’albédo de BondLa différence entre les deux définitions de l’albédo réside dans la prise en compte différente de la distribution angulaire de l’énergie diffusée : l’albédo géométrique suppose la loi de Lambert valide, tandis que l’albédo de Bond prend en compte la moyenne réelle sur toutes les directions. Le fait que l’albédo de Bond soit inférieur à l’albédo géométrique traduit le fait que la lumière est renvoyée préférentiellement perpendiculairement à la surface. est plus bas : environ 2 %.. Les particules des anneaux présentent un pic de brillance marqué à l’opposition : un accroissement de l’albédo dans la direction dirigée vers le Soleil. Ceci signifie que leur albédo est bien plus bas quand ils sont observés légèrement hors de la direction de l’opposition, c’est-à-dire que le Soleil, l’observateur et Uranus ne sont pas exactement alignés. En outre, les anneaux tendent légèrement vers le rouge dans les parties visible et ultraviolette du spectre, et sont gris dans l’infrarouge proche.. Ils ne présentent aucune des structures spectrales identifiables. La composition chimique des particules des anneaux est inconnue. Cependant elles ne peuvent pas être composées de glace pure, comme celles des anneaux de Saturne, parce qu’elles sont trop foncées, plus foncées encore que les lunes intérieures d’Uranus. Les particules sont probablement composées d’un mélange de glace et de matière sombre. La composition de cette matière n’est pas connue, mais il pourrait s'agir de composés organiques noircis par le rayonnement des particules chargées de la magnétosphère d’Uranus. Il s'agit peut-être d'un matériau semblable à celui des lunes internes, mais considérablement recuit.

Dans son ensemble, le système d’anneaux d’Uranus ne ressemble ni aux anneaux de Jupiter composés de poussière ténue, ni à ceux de Saturne, qui sont larges et complexes et pour certains composés de matière très brillante – de la glace. Il existe néanmoins quelques ressemblances avec le système saturnien. Ainsi, l’anneau F de Saturne et l’anneau ε d’Uranus sont tous deux étroits, assez sombres et encadrés par des lunes bergères ; de même, les anneaux externes d’Uranus découverts en 2006 présentent une ressemblance avec les anneaux externes G et E de Saturne. Certains anneaux étroits au sein des anneaux larges de Saturne peuvent aussi faire penser aux anneaux étroits d’Uranus. En outre, les bandes de poussière observées entre les principaux anneaux d’Uranus peuvent ressembler aux anneaux de Jupiter. D’autre part, le système des anneaux d'Uranus est assez semblable à celui des anneaux de Neptune, bien que plus complexe, moins sombre et contenant moins de poussières ; les anneaux y sont également plus proches de la planète.

Anneaux principaux étroits Anneau ε

thumb|upright=1.2|Vue agrandie de l’anneau ε d’Uranus